一種增壓缸的制作方法
【專利摘要】一種增壓缸，屬于液壓【技術領域】，包括一級活塞（10）、二級活塞（20）和缸筒（30）三個部分，一級活塞（10）套裝在二級活塞（20）的內腔，二級活塞（20）套裝在缸筒（30）的內腔，一級活塞（10）和二級活塞（20）相互運動，完成對液壓油的第一次增壓；二級活塞（20）和缸筒（30）的相對運動完成對液壓油的第二次增壓。與現有技術的增壓缸相比，本發明提供的增壓缸體積小，尤其是徑向體積大大減小，結構緊湊。
【專利說明】一種增壓缸
【技術領域】
[0001]本發明屬于液壓【技術領域】，涉及一種增壓裝置，尤其涉及一種增壓缸、集成閥塊及其增壓裝置。
【背景技術】
[0002]普通意義上的增壓缸原理是根據活塞和柱塞的有效面積不同而使得輸入的液壓油增大比例輸出。增壓比等于大小活塞面積的反比。這種增壓缸只進行一級增壓轉換，增壓比是活塞和柱塞徑向面積的一次線性比例關系，并沒有充分利用增壓缸的空間體積進行增壓。為了實現雙向連續增壓，出現了以下雙作用往復式增壓器，例如電磁換向閥等。但是電磁換向閥結構復雜，容易出故障。為此，名稱為“一種雙作用往復式液壓增壓器”，專利號為201120363620.3的中國實用新型專利公開了一種增壓器，其要解決的技術問題是提供一種結構簡單的往復式液壓增壓器，其采用的技術方案是:一種往復式液壓增壓器，包括增壓部分和自動換向控制閥，自動換向控制閥的控制閥芯的上端和下端分別連接有上活塞和下活塞，上活塞的橫截面積大于下活塞的橫截面積，自動換向控制閥的第一油口與下低壓腔連通，第二油口與上低壓腔連通，回油口與回油通道連通，高壓油口與高壓油通道連通；增壓部分還具有進油流道、回油流道、第一控制流道和第二控制流道，低壓柱塞的周面上開有環形的連通槽，第一控制流道和第二控制流道均通過第一旁接通道與上活塞的上部腔室連通。該專利的優點是由液壓油管路結構控制液壓缸的自動換向，實現連續輸出高壓油的功能，無需復雜的電控系統和傳感器。缺點是，同體積下，增壓比小。
【發明內容】
[0003]針對現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是，縮小增壓缸的徑向面積，利用更小的空間體積實現更大增壓比。
[0004]為了實現上述技術問題，本發明采用的技術方案是:
[0005]一種增壓缸，包括一級活塞(10)、二級活塞(20)和缸筒(30)三個部分，一級活塞
(10)套裝在二級活塞(20)的內腔，二級活塞(20)套裝在缸筒(30)的內腔，一級活塞(10)和二級活塞(20)相互運動，完成對液壓油的第一次增壓；二級活塞(20)和缸筒(30)的相對運動完成對液壓油的第二次增壓。
[0006]所述一級活塞(10)包括主體部分，主體部分是一個周向表面上設有環形凹槽
(12)的圓柱體(13),圓柱體(13)的兩端向外各有一個圓盤(14),所述圓盤(14)的面積小于所述圓柱體(13)的橫截面積，所述圓盤(14)與所述圓柱體(13)以間隔一定距離的方式固定連接。
[0007]所述二級活塞(20)包括主體部分，主體部分中間是一個橫截面積較大的中空圓柱體(22)，中空圓柱體(22)的內腔用于容納一級活塞(10)的圓柱體(13);圓柱體(22)兩端以相互貫通的方式向外各設置一個橫截面積較小的中空圓柱體(23)，中空圓柱體(23)的內腔用于容納一級活塞(10)的圓盤(14);兩個中空圓柱體(23)的兩端向外各設有一個圓盤(24)，所述圓盤(24)的面積與所述圓柱體(23)的橫截面積相同；所述圓盤(24)與所述中空圓柱體(23)的端面非密封式固定連接，在所述圓盤(24)與所述中空圓柱體(23)的端面之間形成一定的間隙,供油液進出；兩個圓盤(24)的外側各設有一個面積比圓盤24面積小的圓盤(25)，所述圓盤(25)與所述圓盤(24)以間隔一定距離的方式固定連接。
[0008]所述一級活塞(10)的主體部分圓柱體(13)套裝在所述二級活塞(20)的中間圓柱體(22)的內腔并可在圓柱體(22)的內腔中徑向移動，圓柱體(13)的外徑與圓柱體(22)的內徑相等；所述一級活塞(10)的圓盤部分(14)套裝在所述二級活塞(20)的兩側圓柱體
(23)的內腔并可在圓柱體(23)的內腔中徑向移動，圓盤(14)的外徑與圓柱體(23)的內徑相等。
[0009]一級活塞(10)和二級活塞(20)相互運動，完成對液壓油的第一次增壓。
[0010]所述二級活塞(20)主體部分中間圓柱體(22)的外周面向外設有一個定位銷(26)，以防止二級活塞(20)在圓周方向上相對缸筒(30)發生旋轉。
[0011]所述圓柱體(22)的壁面上與所述定位銷(26)處于同一徑向方向上、在所述定位銷(26 )兩側對稱布置兩個換向控制油的內部進油口( 271、272 );—級活塞(10 )的凹槽(12 )運動到左位或者右位的時候分別與油口(271)和油口(272)連通；與進油口(271)處于同一圓周上、徑向夾角為α=144°的位置上設有與進油口(271)大小相同的換向控制油的內部出油口(281);與進油口(272)處于同一圓周上、徑向角度為-α =-144°的位置上設有與進油口(272)大小相同的換向控制油的內部出油口(282);靠近圓柱體(22)左端面與所述定位銷(26)徑向夾角為β=72°位置處的壁面上設有進出工作油液的內部槽型油口(291);靠近圓柱體(22)右端面與所述定位銷(26)徑向夾角為-β =-72°位置處的壁面上設有進出工作油液的內部槽型油口(292)。
[0012]所謂徑向夾角就是在圓周方向上的夾角。
[0013]所述缸筒(30)從中間到兩端包括三段相互貫通、橫截面積依次遞減的中空圓柱體(31、32、33 ):中間的圓柱體(31)橫截面積最大，所述圓柱體(31)的內腔用于容納二級活塞(20)的中間圓柱體(22);所述圓柱體(31)的兩端連通橫截面積稍小的圓柱體(32)，所述圓柱體(32)的內腔用于容納所述二級活塞(20)的兩端圓柱體(23);所述圓柱體(32)的兩端連通橫截面積最小的圓柱體(33)，圓柱體(33)外端封閉，所述圓柱體(33)的內腔用于容納所述二級活塞(20)的外側圓盤(25)。
[0014]所述二級活塞(20)的中間圓柱體(22)套裝在所述圓柱體(31)的內腔并可在圓柱體(31)的內腔中徑向移動，圓柱體(22)的外徑與圓柱體(31)的內徑相等；所述二級活塞
(20)的兩端圓柱體(23)套裝在所述圓柱體(32)的內腔并可在圓柱體(32)的內腔中徑向移動，圓柱體(23)的外徑小于圓柱體(32)的內徑，圓柱體(23)和圓柱體(32)內外壁之間有間隙，容納油液；所述二級活塞(20)的外側圓盤(25)套裝在所述圓柱體(33)的內腔并可在圓柱體(33)的內腔中徑向移動，圓盤(25)外徑與圓柱體(33)內徑相等。
[0015]二級活塞(20)和缸筒(30)的相對運動完成對液壓油的第二次增壓。第二次高壓油從所述的二級活塞(20)的圓盤(25)的外端面與所述缸筒(30)的圓柱體(33)內壁所構成的油腔沿著運動方向輸出。
[0016]所述缸筒(30)的中間圓柱體(31)的內表面上設有一個沿軸向設置的矩形凹槽
(34)，該凹槽(34)的中間部位有一個連接外部管路的圓形通孔(340)，圓形通孔(340)是換向控制油的外部進油口 ；二級活塞(20)的定位銷(26)插入所述圓形通孔(340)中，防止二級活塞(20)轉動；所述矩形凹槽(34)與二級活塞(20)的換向控制油的內部進油口(271)和換向控制油的內部進油口(272)連通，為外部控制設備提供換向閥閥芯移動的動力油。
[0017]所述圓柱體(31)在通孔(340)的兩側下方、與通孔(340)的徑向夾角為α =144°和- α =-144°的圓柱體內表面設有兩個矩形凹槽，兩個矩形凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔(351、352)，這是換向控制油的外部出油口 ；所述圓形通孔(351)與二級活塞(20)的出油口(281)配合；所述圓形通孔(352)與二級活塞(20)的出油口(282)配合，向外部控制設備輸出換向閥閥芯移動的動力油；在與所述通孔(340)的徑向夾角為β=72°和-β=-72°方向的圓柱體內表面設有兩個凹槽，所述兩個凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔(361、362)，這是進出工作油液的外部油口 ；圓形通孔(361)與二級活塞(20)的油口( 291)配合；圓形通孔(362)與二級活塞(20)的油口( 292)配合使用，為該增壓缸的第一次增壓過程提供壓力油。
[0018]所述缸筒(30)兩端的兩個圓柱體(33)外端面的上部分別開設出油口:左端圓柱體(33)上部的油口(371)和右端圓柱體(33)上部的油口(372)，它們是第二次增壓出油口，用于輸出二次增壓后的高壓油；所述缸筒(30)兩端的兩個圓柱體(33)外端面的下部分別開設進油口(381、382):左端圓柱體(33)下部的油口(381)和右端圓柱體(33)下部的油口(382)，它們是第二次增壓進油口，為第二次增壓提供油液。
[0019]所述缸筒(30)左右兩側的圓柱體(32)的外端下部分別設置泄露補償油口:左側的補償油口(391)和右側的補償油口(392)。
[0020]優選的方案是，圓柱體(13)的高度大于油口(271)和油口(272)之間距離的二倍。
[0021]優選的方案是，圓柱體(22)的高度大于圓柱體(13)高度的1.5倍。
[0022]優選的方案是，槽型油口( 291)和槽型油口( 292)位于圓柱體(22)的最兩端，長度等于1/3倍的圓柱體(22)的高度。
[0023]一種與上述增壓缸配合使用的集成閥塊，所述集成閥塊包括閥體(200)，閥體(200)設有內腔(201)，所述閥體(200)在內腔(201)兩端位置分別開設通孔:左側通孔(202)和右側通孔(203)，左側通孔(202)和右側通孔(203)分別連通其他油口，同時所述閥體(200)外壁壁面到內腔之間徑向設置五個環形通孔，從左到右依次為:通孔(204)、通孔(205)、通孔(206)、通孔(207)、通孔(208);內腔(201)內套裝閥芯(220)，所述閥芯(220)在其軸向方向上以間隔一定距離的方式設置四個同軸等截面的圓柱體:圓柱體(221)、圓柱體(222)、圓柱體(223)和圓柱體(224)，所述閥芯(200)的四個圓柱體和所述內腔(201)配合成為一個零開度的二位四通換向閥；所述閥體(200)上設有油口 Τ、油口 Tl、油口 Τ2、油口 P、油口 PO、油口 Α、油口 B、油口 Κ1、油口 Κ2，還包括液控單向閥Μ、液控單向閥N、液控單向閥El和液控單向閥Ε2。
[0024]所述液控單向閥M包括兩個內部油口 Μ1、Μ2和一個連接外部的油口 M3，內部油口Ml與內腔(201)連通，內部油口 M2與閥體上的通孔(205)和外部油口 A連通，外部油口 M3與集成閥塊的外部油路連通，即與上述增壓缸的補償油口(391)連通。
[0025]所述液控單向閥N包括兩個內部油口 Ν1、Ν2和一個連接外部的油口 Ν3，內部油口NI與內腔(201)連通，內部油口 Ν2與閥體上通孔(207)和外部油口 B連通，油口 Ν3與集成閥塊的外部油路連通，即與上述增壓缸的補償油口(392)連通。[0026]所述液控單向閥El包括三個內部油口 E10、E11、E12，其中Ell內為控制油液，ElO和E12內為工作油液；油口 ElO與閥體內腔左側通孔(202)和油口 Kl連通，油口 E12與閥體上通孔(204)和油口 Tl連通，油口 Ell與油口 K2連通。
[0027]所述液控單向閥E2包括三個內部油口 E20、E21、E22 (其中E21為控制油液，E20、E22為工作油液)；油口 E20與閥體內腔右側通孔(203)連通，油口 E22與閥體上通孔(208)和油口 T2連通，油口 E21與油口 Kl連通。
[0028]油口 P有外部螺紋連接口，與外部液壓系統的壓力油相通，油口 P在內部與閥體通孔(206)連通，同時與油口 PO通過徑向的環形孔保持連通。
[0029]油口 PO在外部有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述缸筒(30)上的圓形通孔(340)連接。
[0030]油口 A在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸上的圓形通孔(361)連通；油口 A在內部與閥體通孔(205)連通，同時與油口 M2也連通。
[0031]油口 B在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸上的圓形通孔(362)連通；油口 B在內部與閥體通孔(207)連通，同時與油口 N2也連通。
[0032]油口 Kl在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸的圓形通孔(352)連通；油口 Kl在內部與左側通孔(202)連通，也與油口 ElO連通，還與油口 E21連通。
[0033]油口 K2在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與增壓缸的圓形通孔(351)連通；油口 K2在內部與右側通孔(203)連通，也與油口 E20連通，還與油口 Ell連通。
[0034]油口 T外部設有螺紋連接口，與外部液壓系統的油箱連接；在內部，油口 T與E12和E22連通；油口 T通過單向閥與油口 Tl連通，通過單向閥與油口 T2連通；油口 T1、T2均設有外部螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，其中油口 Tl與上述增壓缸的出油口(381)連通；油口 Τ2與上述增壓缸的出油口(382)連通。
[0035]油口 T與閥體通孔(204)和閥體通孔(208)相通。
[0036]一種增壓裝置，包括上述增壓缸和上述集成閥塊，所述集成閥塊與所述增壓缸通過管路連接，其連接關系是:集成閥塊的油口 A與增壓缸的圓形通孔(361)連通，集成閥塊的油口 B與增壓缸的圓形通孔(362)連通，為第一次增壓提供工作油液；集成閥塊的油口PO與增壓缸的圓形通孔(340)連通，為外部控制設備提供換向閥的閥芯動力油；集成閥塊的油口 Kl與增壓缸的圓形通孔(352)連通，集成閥塊的油口 Κ2與增壓缸的圓形通孔(351)連通，控制集成閥塊的閥芯(220 )的動作方向；集成閥塊的油口 TI與增壓缸的出油口( 381)連通，集成閥塊的油口 Τ2與增壓缸的出油口(382)連通，為增壓缸的二次增壓補油；集成閥塊上液控單向閥M的油口 M3與增壓缸的補償油口(391)連通，集成閥塊上液控單向閥N的油口 Ν3與增壓缸的補償油口(392)連通，為增壓缸補充因泄露而缺少的油液；集成閥塊的油口 T與外部液壓系統的油箱連接；油口 P有外部螺紋連接口，與外部液壓系統的動力高壓油連接。
[0037]與現有技術的增壓裝置相比，本發明提供的增壓缸體積小，尤其是徑向體積大大減小，結構緊湊，在相同增壓比例的增壓缸中，可以實現體積最小化，或者可以說相同體積的增壓缸中，本發明提供的增壓缸可達到更大的增壓比例。運行過程增壓缸里的活塞自動換向，輸出油液連續。沒有電控系統參與，系統簡單，適合應用于工程實際。【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]圖1是本發明增壓缸結構示意圖；
[0039]圖2是一級活塞結構示意圖；
[0040]圖3是二級活塞結構示意圖；
[0041]圖4是圖3所示二級活塞的右視油口分布示意圖；
[0042]圖5是缸筒的結構示意圖；
[0043]圖6是圖5所示缸筒的右視油口分布示意圖；
[0044]圖7是集成閥塊的剖視結構示意圖；
[0045]圖8是集成閥塊的結構示意圖；
[0046]圖9是集成閥塊的油口分布平面示意圖；
[0047]圖10是增壓缸與集成閥塊連接關系結構示意圖。
【具體實施方式】
[0048]下面結合附圖對本發明創造作出詳細說明。
[0049]如圖1所示，一種增壓缸，包括一級活塞10、二級活塞20和缸筒30三個部分，一級活塞10套裝在二級活塞20的內腔，二級活塞20套裝在缸筒30的內腔，一級活塞10和二級活塞20相互運動，完成對液壓油的第一次增壓；二級活塞20和缸筒30的相對運動完成對液壓油的第二次增壓。
[0050]如圖2所示,所述一級活塞10包括主體部分,主體部分是一個周向表面上設有環形凹槽12的圓柱體13,圓柱體13的兩端向外各有一個圓盤14,所述圓盤14的面積A14小于所述圓柱體13的橫截面積A13,即A14 < A13 ;所述圓盤14與所述圓柱體13以間隔一定距離的方式固定連接，例如可以是如圖2所示的中間用一根細小的圓柱體把圓盤14和圓柱體13焊接在一起。
[0051]如圖3所示，所述二級活塞20包括主體部分，主體部分中間是一個橫截面積較大的中空圓柱體22，中空圓柱體22的內腔用于容納一級活塞10的主體部分；圓柱體22兩端以相互貫通的方式向外各設置一個橫截面積較小的中空圓柱體23，中空圓柱體23的內腔用于容納一級活塞10的圓盤14，；兩個中空圓柱體23的兩端向外各設有一個面積與圓柱體23的橫截面積相同的圓盤24，所述圓盤24與所述中空圓柱體23的端面非密封式固定連接，例如可以是如圖3所示的圓柱體23的端面與圓盤24的邊緣通過剛性小圓柱體焊接在一起；在所述圓盤24與所述中空圓柱體23的端面之間形成一定的間隙，供油液進出；兩個圓盤24的外側各設有一個面積比圓盤24面積小的圓盤25，所述圓盤25與所述圓盤24以間隔一定距離的方式固定連接；其面積關系是=A25 < A24=A23 < A220
[0052]如圖1所示，所述一級活塞10的主體部分套裝在所述二級活塞20的中間圓柱體22的內腔并可在圓柱體22的內腔中徑向移動；一級活塞10的主體部分圓柱體13的橫截面積A13等于二級活塞20中間圓柱體22的內腔橫截面積A22,即A13=A22 ;所述一級活塞10的圓盤14部分套裝在所述二級活塞20的兩側圓柱體23的內腔并可在圓柱體23的內腔中徑向移動，圓盤14的面積等于圓柱體23的內腔橫截面積，即A14=A23 級活塞10和二級活塞20相互運動，完成對液壓油的第一次增壓。[0053]如圖3、圖4所示，所述二級活塞20主體部分中間圓柱體22的外周面向外設有一個定位銷26，以防止二級活塞20在圓周方向上旋轉；所述圓柱體22的壁面上與所述定位銷26處于同一徑向方向上在所述定位銷26兩側對稱布置兩個換向控制油的內部進油口:進油口 271和進油口 272 級活塞10的凹槽12運動到左位或者右位的時候分別與油口271和油口 272連通；與進油口 271處于同一圓周上、徑向夾角為α =144°的位置上設有與進油口 271大小相同的換向控制油的內部出油口 281 ;與進油口 272處于同一圓周上、徑向角度為-a =-144°的位置上設有與進油口 272大小相同的換向控制油的內部出油口 282 ；靠近圓柱體22左端面與所述定位銷26徑向夾角為β=72°位置處的壁面上設有槽型油口291 ;靠近圓柱體22右端面與所述定位銷26徑向夾角為-β =-72°位置處的壁面上設有槽型油口 292。
[0054]所謂徑向夾角就是在圓周方向上的夾角。
[0055]如圖5和圖1所示，所述缸筒30從中間到兩端包括三段相互貫通、橫截面積依次遞減的中空圓柱體:圓柱體31、圓柱體32、圓柱體33，中間的圓柱體31橫截面積最大，所述圓柱體31的內腔用于容納二級活塞20的中間圓柱體22 ;所述圓柱體31的兩端連通橫截面積稍小的圓柱體32，所述圓柱體32的內腔用于容納所述二級活塞20的兩端圓柱體23 ；所述圓柱體32的兩端連通橫截面積最小的圓柱體33，圓柱體33外端封閉，所述圓柱體33的內腔用于容納所述二級活塞20的外側圓盤25 ;所述二級活塞20的中間圓柱體22套裝在所述圓柱體31的內腔并可在圓柱體31的內腔中徑向移動；所述二級活塞20的兩端圓柱體23套裝在所述圓柱體32的內腔并可在圓柱體32的內腔中徑向移動，圓柱體23和圓柱體32內外壁之間有間隙，用于容納油液；所述二級活塞20的外側圓盤25套裝在所述圓柱體33的內腔并可在圓柱體33的內腔中徑向移動，圓盤25外徑與圓柱體33內徑相等；其面積大小關系疋:Α:33 < A32 < A31 ；A31-A22 -,A33-A25 ；Α23 < A32。
[0056]二級活塞20和缸筒30的相對運動完成對液壓油的第二次增壓。第二次高壓油從所述的二級活塞20的圓盤25的外端面與所述缸筒30的圓柱體33內壁所構成的油腔沿著運動方向輸出。
[0057]所述缸筒30的中間圓柱體31的內表面上設有一個沿軸向設置的矩形凹槽34，該凹槽34的中間部位有一個連接外部管路的圓形通孔340，圓形通孔340是換向控制油的外部進油口 ；二級活塞20的定位銷26插入所述圓形通孔340中，防止二級活塞20轉動；所述矩形凹槽34與二級活塞20的換向控制油的內部進油口 271和換向控制油的內部進油口272連通，為外部控制設備提供換向閥閥芯移動的動力油。
[0058]如圖5和圖6所示，所述圓柱體31在通孔340的兩側下方、與通孔340的徑向夾角為α=144°和-α=_144°的圓柱體內表面設有兩個矩形凹槽，兩個矩形凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔:圓形通孔351和圓形通孔352，這是換向控制油的外部出油口 ；所述圓形通孔351與二級活塞20的出油口 281配合；所述圓形通孔352與二級活塞20的出油口 282配合，向外部控制設備輸出換向閥閥芯移動的動力油；在與所述通孔340的徑向夾角為β=72°和-β=-72°方向的圓柱體內表面設有兩個凹槽，所述兩個凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔:圓形通孔361和圓形通孔362，這是進出工作油液的外部油口 ；圓形通孔361與二級活塞20的油口 291配合；圓形通孔362與二級活塞20的油口292配合使用，為該增壓缸的第一次增壓過程提供壓力油。[0059]所述缸筒30兩端的兩個圓柱體33外端面的上部分別開設出油口:左端圓柱體33上部的油口 371和右端圓柱體33上部的油口 372，它們是第二次增壓出油口，用于輸出二次增壓后的高壓油；所述缸筒30兩端的兩個圓柱體33外端面的下部分別開設進油口:左端圓柱體33下部的油口 381和右端圓柱體33下部的油口 382，它們是第二次增壓進油口，為第二次增壓提供油液。
[0060]所述缸筒30左右兩側的圓柱體32的外端下部分別設置泄露補償油口:左側的補償油口 391和右側的補償油口 392。
[0061]為了向上述增壓缸提供控制油路，本發明還提供一種與上述增壓缸配合使用的集成閥塊。
[0062]如圖7、圖8和圖9所示，所述集成閥塊包括閥體200，閥體200設有內腔201，所述閥體200在內腔201兩端位置分別開設通孔:左側通孔202和右側通孔203，左側通孔202和右側通孔203分別連通其他油口 ；同時所述閥體200外壁壁面到內腔之間徑向設置五個環形通孔，從左到右依次為:通孔204、通孔205、通孔206、通孔207、通孔208 ；內腔201內套裝閥芯220，所述閥芯220在其軸向方向上以間隔一定距離的方式設置四個同軸等截面的圓柱體:圓柱體221、圓柱體222、圓柱體223和圓柱體224，所述閥芯200的四個圓柱體和所述內腔201及其通孔配合成為一個零開度的二位四通換向閥；所述閥體200上設有油口T、油口 Tl、油口 T2、油口 P、油口 PO、油口 A、油口 B、油口 K1、油口 K2，還包括液控單向閥M、液控單向閥N、液控單向閥El和液控單向閥E2 ;所述液控單向閥M包括兩個內部油口 Ml、M2和一個連接外部的油口 M3，內部油口 Ml與內腔201連通，內部油口 M2與閥體上的通孔205及外部油口 A連通，外部油口 M3與集成閥塊的外部油路連通，即與上述增壓缸的補償油口 391連通；所述液控單向閥N包括兩個內部油口 N1、N2和一個連接外部的油口 N3，內部油口 NI與內腔201連通，內部油口 N2與閥體上通孔207及外部油口 B連通，油口 N3與集成閥塊的外部油路連通，即與上述增壓缸的補償油口 392連通；所述液控單向閥El包括三個內部油口:油口 E10、油口 Ell和油口 E12，油口 ElO與閥體內腔左側通孔202和油口 Kl連通，油口 E12與閥體上通孔204和油口 Tl連通，油口 Ell與油口 K2連通；
[0063]所述液控單向閥E2包括三個內部油口:油口 E20、油口 E21和油口 E22，其中油口E21為控制油液，油口 E20和油口 E22為工作油液；油口 E20與閥體內腔右側通孔203連通，油口 E22與閥體上通孔208和油口 T2連通，油口 E21與油口 Kl連通；
[0064]油口 P在外部有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，油口 P在內部與閥體通孔206連通，同時油口 P與油口 PO通過徑向的環形孔保持連通。
[0065]油口 PO在外部有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述缸筒30上的圓形通孔340連接。
[0066]油口 A在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸上的圓形通孔361連通；油口 A在內部與閥體通孔205連通，同時與油口 M2也連通。
[0067]油口 B在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸上的圓形通孔362連通；油口 B在內部與閥體通孔207連通，同時與油口 N2也連通。
[0068]油口 Kl在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與上述增壓缸的圓形通孔352連通；油口 Kl在內部與左側通孔202連通，也與油口 ElO連通，還與油口 E21連通。[0069]油口 K2在外部設有螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，即與增壓缸的圓形通孔351連通；油口 Κ2在內部與右側通孔203連通，也與油口 Ε20連通，還與油口 Ell連通。
[0070]油口 T外部設有螺紋連接口，與外部液壓系統的油箱連接；在內部，油口 T與Ε12和Ε22連通；油口 T通過單向閥與油口 Tl連通，通過單向閥與油口 Τ2連通；油口 Tl、油口 Τ2均設有外部螺紋連接口，與外部增壓缸系統連接，其中油口 Tl與上述增壓缸的出油口 381連通；油口 Τ2與上述增壓缸的出油口 382連通；
[0071]油口 T與閥體通孔204和閥體通孔208相通。
[0072]—種增壓系統，包括上述增壓缸和上述集成閥塊，所述集成閥塊與所述增壓缸通過管路連接，其連接關系是:集成閥塊的油口 A與增壓缸的圓形通孔361連通，集成閥塊的油口 B與增壓缸的圓形通孔362連通，為第一次增壓提供工作油液；集成閥塊的油口 PO與增壓缸的圓形通孔340連通，為外部控制設備提供換向閥的閥芯動力油；集成閥塊的油口Kl與增壓缸的圓形通孔352連通，集成閥塊的油口 Κ2與增壓缸的圓形通孔351連通，控制集成閥塊的閥芯220的動作方向；集成閥塊的油口 Tl與增壓缸的出油口 381連通，集成閥塊的油口 Τ2與增壓缸的出油口 382連通，為增壓缸的二次增壓補油；集成閥塊上液控單向閥M的油口 M3與增壓缸的補償油口 391連通，集成閥塊上液控單向閥N的油口 Ν3與增壓缸的補償油口 392連通；集成閥塊的油口 T與外部液壓系統的油箱連接；油口 P有外部螺紋連接口，與外部增壓系統的高壓油連接。
[0073]上述增壓系統的其工作過程如下:
[0074]如圖9所示，此時集成閥塊的閥芯220處于左位。
[0075]外部液壓系統提供的高壓油從集成閥塊的油口 P輸入，此時油口 P分為兩路，與PO口相通，也與A 口相通。油口 PO 與增壓缸的圓形通孔340連通，油口 PO的高壓油進入到缸筒30的換向控制油的外部進油口 340，油液通過油口 340流進凹槽34，再進入到油口 271和油口 272中，此時油液就停留在油口 271和油口 272 了，等待一級活塞10的凹槽12運動到左位或者右位的時候，油液就會流進凹槽12中去。
[0076]由于油口 A連通油口 361，則油口 A的高壓油進入缸筒30的進出工作油液的外部油口 361，由于油口 361與油口 291連通，則高壓油又向內進入到二級活塞20的進出工作油液的內部槽型口 291中，從而流入到一級活塞和二級活塞構成的左側低壓腔44內。由于A13 > A14，一級活塞因受到壓力作用而向右移動，從而完成第一次增壓動作，油液從圓柱體23與圓盤24之間的空隙去阻力地流出，從圓盤14和圓柱體23構成的右側空間46輸出第一次高壓油。
[0077]第一次增壓過程:由一級活塞10和二級活塞20的相對運動完成，假設系統輸入的壓力油的壓力大小為P，則第一次增壓后的輸出壓力為ΗΡ，可得到下列關系式:
【權利要求】
1.一種增壓缸，其特征在于，包括一級活塞(10)、二級活塞(20)和缸筒(30)三個部分，一級活塞(10)套裝在二級活塞(20)的內腔，二級活塞(20)套裝在缸筒(30)的內腔，一級活塞(10)和二級活塞(20)相互運動，完成對液壓油的第一次增壓；二級活塞(20)和缸筒(30)的相對運動完成對液壓油的第二次增壓；所述一級活塞(10)包括主體部分，主體部分是一個周向表面上設有環形凹槽(12)的圓柱體(13),圓柱體(13)的兩端向外各有一個圓盤(14),所述圓盤(14)的面積小于所述圓柱體(13)的橫截面積，所述圓盤(14)與所述圓柱體(13)以間隔一定距離的方式固定連接；所述二級活塞(20)包括主體部分，主體部分中間是一個橫截面積較大的中空圓柱體(22)，中空圓柱體(22)的內腔用于容納一級活塞(10)的圓柱體(13);圓柱體(22)兩端以相互貫通的方式向外各設置一個橫截面積較小的中空圓柱體(23)，中空圓柱體(23)的內腔用于容納一級活塞(10)的圓盤(14);兩個中空圓柱體(23)的兩端向外各設有一個圓盤(24)，所述圓盤(24)的面積與所述圓柱體(23)的橫截面積相同；所述圓盤(24)與所述中空圓柱體(23)的端面非密封式固定連接，在所述圓盤(24)與所述中空圓柱體(23)的端面之間形成一定的間隙，供油液進出；兩個圓盤(24)的外側各設有一個面積比圓盤24面積小的圓盤(25)，所述圓盤(25)與所述圓盤(24)以間隔一定距離的方式固定連接； 所述一級活塞(10)的主體部分圓柱體(13)套裝在所述二級活塞(20)的中間圓柱體(22)的內腔并可在圓柱體(22)的內腔中徑向移動，圓柱體(13)的外徑與圓柱體(22)的內徑相等；所述一級活塞(10)的圓盤部分(14)套裝在所述二級活塞(20)的兩側圓柱體(23)的內腔并可在圓柱體(23 )的內腔中徑向移動，圓盤(14 )的外徑與圓柱體(23 )的內徑相等；所述二級活塞(20)主 體部分中間圓柱體(22)的外周面向外設有一個定位銷(26)；所述圓柱體(22)的壁面上與所述定位銷(26)處于同一徑向方向上在所述定位銷(26)兩側對稱布置兩個換向控制油的內部進油口( 271、272);—級活塞(10)的凹槽(12)運動到左位或者右位的時候分別與油口(271)和油口(272)連通；與進油口(271)處于同一圓周上、徑向夾角為α=144°的位置上設有與進油口(271)大小相同的換向控制油的內部出油口(281);與進油口(272)處于同一圓周上、徑向角度為-a =-144°的位置上設有與進油口(272)大小相同的換向控制油的內部出油口(282);靠近圓柱體(22)左端面與所述定位銷(26)徑向夾角為β=72°位置處的壁面上設有槽型油口(291);靠近圓柱體(22)右端面與所述定位銷(26 )徑向夾角為-β =-72 °位置處的壁面上設有槽型油口( 292 ); 所述缸筒(30)從中間到兩端包括三段相互貫通、橫截面積依次遞減的中空圓柱體(31、32、33 ):中間的圓柱體(31)橫截面積最大，所述圓柱體(31)的內腔用于容納二級活塞(20)的中間圓柱體(22);所述圓柱體(31)的兩端連通橫截面積稍小的圓柱體(32)，所述圓柱體(32)的內腔用于容納所述二級活塞(20)的兩端圓柱體(23);所述圓柱體(32)的兩端連通橫截面積最小的圓柱體(33)，圓柱體(33)外端封閉，所述圓柱體(33)的內腔用于容納所述二級活塞(20)的外側圓盤(25)； 所述二級活塞(20)的中間圓柱體(22)套裝在所述圓柱體(31)的內腔并可在圓柱體(31)的內腔中徑向移動，圓柱體(22)的外徑與圓柱體(31)的內徑相等；所述二級活塞(20)的兩端圓柱體(23)套裝在所述圓柱體(32)的內腔并可在圓柱體(32)的內腔中徑向移動，圓柱體(23)的外徑小于圓柱體(32)的內徑，圓柱體(23)和圓柱體(32)內外壁之間有間隙，容納油液；所述二級活塞(20)的外側圓盤(25)套裝在所述圓柱體(33)的內腔并可在圓柱體(33)的內腔中徑向移動，圓盤(25)外徑與圓柱體(33)內徑相等； 所述缸筒(30)的中間圓柱體(31)的內表面上設有一個沿軸向設置的矩形凹槽(34)，該凹槽(34)的中間部位有一個連接外部管路的圓形通孔(340)，圓形通孔(340)是換向控制油的外部進油口 ；二級活塞(20)的定位銷(26)插入所述圓形通孔(340)中，防止二級活塞(20)轉動；所述矩形凹槽(34)與二級活塞(20)的換向控制油的內部進油口(271)和換向控制油的內部進油口(272)連通； 所述圓柱體(31)在通孔(340)的兩側下方、與通孔(340)的徑向夾角為α =144°和-α =-144°的圓柱體內表面設有兩個矩形凹槽，兩個矩形凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔(351、352)，這是換向控制油的外部出油口 ；所述圓形通孔(351)與二級活塞(20)的出油口(281)配合；所述圓形通孔(352)與二級活塞(20)的出油口(282)配合；在與所述通孔(340)的徑向夾角為β=72°和-β=-72°方向的圓柱體內表面設有兩個凹槽，所述兩個凹槽分別設有一個連接外部管路的圓形通孔(361、362)，這是進出工作油液的外部油口 ；圓形通孔(361)與二級活塞(20)的油口(291)配合；圓形通孔(362)與二級活塞(20)的油口(292)配合使用； 所述缸筒(30)兩端的兩個圓柱體(33)外端面的上部分別開設出油口:左端圓柱體(33)上部的油口(371)和右端圓柱體(33)上部的油口(372);所述缸筒(30)兩端的兩個圓柱體(33)外端面的下部分別開設進油口:左端圓柱體(33)下部的油口(381)和右端圓柱體(33)下部的油口(382)； 所述缸筒(30)左右兩側的圓柱體(32)的外端下部分別設置泄露補償油口:左側的補償油口( 391)和右側的補償油口( 392 )。
2.根據權利要求1所述的增壓缸，其特征在于，圓柱體(13)的高度大于油口(271)和油口(272)之間距離的二倍。
3. 根據權利要求2所述的增壓缸，其特征在于，圓柱體(22)的高度大于圓柱體(13)高度的1.5倍。
4. 根據權利要求3所述的增壓缸，其特征在于，槽型油口(291)和槽型油口(292)位于圓柱體(22)的最兩端，長度等于1/3倍的圓柱體(22)的高度。
【文檔編號】F15B15/14GK103470549SQ201310441660
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月25日 優先權日:2013年9月25日
【發明者】曾慶良, 劉繼龍, 張鑫, 萬麗榮, 王亮, 劉志海, 王成龍, 蘇興明, 趙吉龍, 王天超 申請人:山東科技大學